Mechanical strength development of binary and ternary blended cement mortars containing natural pozzolans and limestone powder

وفقاً للمواصفة القياسيّة السوريّة رقم (3411) الموافقة للمواصفة الأوروبيّة رقم (EN 197-1)، يمكن إنتاج إسمنت بورتلاندي بوزولاني، و إسمنت بورتلاندي كلسي، بإضافة البوزولانا و الحجر الكلسي كبديل جزئي عن الإسمنت، بنسب تصل إلى (35%). رغم الفوائد الإقتصاديّة و البيئيّة و التقنيّة لاستعمال البوزولانا الطبيعيّة و مسحوق الحجر الكلسي، إلاّ أنّه غالباً ما تقترن هذه الفوائد ببعض العيوب. يهدف هذا البحث إلى استقصاء أثر إضافة البوزولانا الطبيعيّة أو مسحوق الحجر الكلسي أو كليهما معاً كبديل جزئي عن الإسمنت في تطور المقاومة الميكانيكية للملاطات الاسمنتيّة المحضّرة. في هذه الدراسة، تم إنتاج ست عشرة تركيبةً إسمنتيّة (إسمنت بورتلاندي عادي، ست تركيبات من الإسمنت ثنائي التركيب، و تسع تركيبات من الإسمنت ثلاثي التركيب) بنسب استبدال مختلفة من البوزولانا الطبيعية و مسحوق الحجر الكلسي. تمّ استقصاء تطوّر مقاومة الضغط و الشد للملاطات المدروسة بعد فترات إنضاج قدرها: (2، 7، 28 و 90 يوماً). أظهرت النتائج حدوث تناقص في المقاومة مع زيادة محتوى البوزولانا الطبيعيّة، إضافةً إلى حصول زيادة في المقاومة المبكرة عند إضافة الحجر الكلسي المسحوق. تمّت ملاحظة وجود زيادة في مقاومة الضغط عند إضافة البوزولانا الطبيعية و الحجر الكلسي في آنٍ معاً. بناءً على النتائج التي تم الحصول عليها، وباستعمال الطرائق الإحصائيّة تم استخراج معادلة حسابيّة للتنبؤ بالمقاومة الميكانيكية للملاطات المحضّرة بإسمنتات ثنائية و ثلاثية التركيب. إضافة إلى ماسبق، تمّت دراسة أثر إضافة البوزولانا الطبيعية أومسحوق الكلس أو كليهما معاً في بعض الخواص الفيزيائية و الكيميائية للإسمنتات ثنائية و ثلاثية التركيب.

According to the Syrian standard 3411 & European standard EN 197-1, Portland pozzolana cements and Portland limestone cements can be produced by partial replacement of pozzolan or limestone up to 35%. Despite of the economical, ecological and technical benefits of adding natural pozzolan and limestone powder, they are often associated with shortcomings. The objective of the study is to investigate the effect of adding natural pozzolan, limestone powder or both on the mechanical strength development of the prepared cement mortars. In the study, sixteen types of binders (one OPC, six binary and nine ternary blended cements) with different replacement levels of natural pozzolan, limestone powder or both have been produced. The development of the compressive and flexural tensile strength of all mortar specimens has been investigated after 2,7,28 & 90 days curing, respectively. Test results revealed that there was a decrease in strength with increasing amounts of natural pozzolan. In addition, there was found an increase in the early age strength with adding limestone powder. The increase in compressive strength when adding both natural pozzolan and limestone powder has also been noted. Further, based on the results obtained, an empirical equation was derived to predict the mechanical strengths of binary & ternary blended cement mortars with curing times. The influence of adding natural pozzolan, limestone powder or both on some physical properties of binary and ternary blended cements have been reported, as well.